Jeden systémový obrázek - Single system image

v distribuované výpočty, a jediný obraz systému (SSI) cluster je a shluk strojů, které se jeví jako jeden jediný systém.[1][2][3] Koncept je často považován za synonymum konceptu a distribuovaný operační systém,[4][5] ale jeden obrázek může být uveden pouze pro omezenější účely plánování úloh například čehož lze dosáhnout pomocí další vrstvy softwaru oproti konvenčním obrázky operačního systému běží na každém uzel.[6] Zájem o klastry SSI je založen na vnímání, že jejich použití a správa mohou být jednodušší než u specializovanějších klastrů.

Různé systémy SSI mohou poskytovat víceméně úplnou iluzi jediného systému.

Vlastnosti clusterovacích systémů SSI

Různé systémy SSI mohou v závislosti na jejich zamýšleném použití poskytovat určitou podmnožinu těchto funkcí.

Migrace procesu

Hlavní článek: Migrace procesu

Mnoho systémů SSI poskytuje migrace procesu.[7]Procesy mohou začít na jednom uzel a být přesunut do jiného uzlu, možná pro vyvažování zdrojů nebo z administrativních důvodů.[poznámka 1] Jak se procesy přesouvají z jednoho uzlu do druhého, další přidružené prostředky (například IPC s nimi lze přesouvat.

Kontrolní bod procesu

Některé systémy SSI to umožňují kontrolní bod spuštěných procesů, což umožňuje jejich aktuální stav uložit a znovu načíst později.[poznámka 2]Checkpointing lze považovat za související s migrací, protože migraci procesu z jednoho uzlu do druhého lze implementovat tak, že nejprve zkontrolujete proces a poté jej restartujete v jiném uzlu. Alternativně lze kontrolní bod považovat za migrace na disk.

Jeden procesní prostor

Některé systémy SSI poskytují iluzi, že všechny procesy běží na stejném počítači - nástroje pro správu procesů (např. „Ps“, „kill“ na Unix jako systémy) pracují na všech procesech v klastru.

Jeden kořen

Většina systémů SSI poskytuje jediný pohled na souborový systém. Toho lze dosáhnout jednoduchým NFS server, sdílená disková zařízení nebo dokonce replikace souborů.

Výhodou zobrazení jednoho kořenového adresáře je, že procesy lze spouštět na libovolném dostupném uzlu a přistupovat k potřebným souborům bez zvláštních opatření. Pokud klastr implementuje migraci procesu, umožňuje zobrazení jednoho kořenového adresáře přímý přístup k souborům z uzlu, kde je aktuálně spuštěný proces.

Některé systémy SSI poskytují způsob „rozbití iluze“, kdy mají některé soubory specifické pro uzel i v jediném kořenovém adresáři. HP TruCluster poskytuje „kontextově závislý symbolický odkaz“ (CDSL), který ukazuje na různé soubory v závislosti na uzlu, který k němu přistupuje. HP VMScluster poskytuje logický název vyhledávacího seznamu se soubory specifickými pro uzel, které v případě potřeby zakrývají sdílené soubory clusteru. Tuto schopnost může být nutné vyřešit heterogenní clustery, kde ne všechny uzly mají stejnou konfiguraci. Ve složitějších konfiguracích, jako je několik uzlů více architektur na více webech, se může několik místních disků kombinovat a vytvořit logický jediný kořen.

Jeden I / O prostor

Některé systémy SSI umožňují všem uzlům přístup k I / O zařízením (např. Pásky, disky, sériové linky atd.) Jiných uzlů. Mohou existovat určitá omezení týkající se druhů povolených přístupů (například OpenSSI nelze připojit disková zařízení z jednoho uzlu na jiný uzel).

Jeden prostor IPC

Některé systémy SSI umožňují komunikaci na různých uzlech pomocí meziprocesní komunikace mechanismy, jako by běžely na stejném stroji. V některých systémech SSI to může dokonce zahrnovat sdílená paměť (lze emulovat pomocí Software Distribuovaná sdílená paměť ).

Ve většině případů bude IPC mezi uzly pomalejší než IPC na stejném počítači, u sdílené paměti možná drasticky pomalejší. Některé clustery SSI obsahují speciální hardware ke snížení tohoto zpomalení.

Adresa IP clusteru

Některé systémy SSI poskytují „adresu klastru“, jedinou adresu viditelnou zvenčí klastru, kterou lze použít ke kontaktu s klastrem, jako by to byl jeden stroj. To lze použít pro vyrovnávání zatížení příchozích volání do klastru, jejich směrování na lehce načtené uzly nebo pro redundanci, přesunutí adresy klastru z jednoho počítače do druhého, když se uzly připojí nebo opustí klastr.[Poznámka 3]

Příklady

Příklady se zde liší od komerčních platforem s možností škálování, balíčků / rámců pro vytváření distribuovaných systémů i těch, které ve skutečnosti implementují jeden obraz systému.

Vlastnosti SSI různých klastrových systémů
názevMigrace procesuZpracovat kontrolní bodJeden procesní prostorJeden kořenJeden I / O prostorJeden prostor IPCAdresa IP clusteru[t 1]Zdrojový modelPoslední datum vydání[t 2]Podporovaný OS
Améba[t 3]AnoAnoAnoAnoNeznámýAnoNeznámýOtevřeno30. července 1996Rodák
AIX TCFNeznámýNeznámýNeznámýAnoNeznámýNeznámýNeznámýZavřeno30.03.1990[8]AIX PS / 2 1.2
HP NSK Guardian[t 4]AnoAnoAnoAnoAnoAnoAnoZavřeno2018Rodák, OSS
PekloNeNeNeAnoAnoAnoNeznámýOtevřeno4. března 2015Rodák, Okna, Irix, Linux, OS X, FreeBSD, Solaris, Plán 9
KerrighedAnoAnoAnoAnoNeznámýAnoNeznámýOtevřeno14. června 2010Linux 2.6.30
Linux PMI[t 5]AnoAnoNeAnoNeNeNeznámýOtevřeno18. června 2006Linux 2.6.17
MÍSTO[t 6]AnoNeznámýAnoAnoAnoAno[t 7]NeznámýZavřeno1988Rodák
MOSIXAnoAnoNeAnoNeNeNeznámýZavřeno24. října 2017Linux
openMosix[t 8]AnoAnoNeAnoNeNeNeznámýOtevřeno10. prosince 2004Linux 2.4.26
Otevřený sdílený kořen[t 9]NeNeNeAnoNeNeAnoOtevřeno1. září 2011[9]Linux
OpenSSIAnoNeAnoAnoAnoAnoAnoOtevřeno18. února 2010Linux 2.6.10 (Debian, Fedora )
Plán 9Ne[10]NeNeAnoAnoAnoAnoOtevřeno9. ledna 2015Rodák
SkřítekAnoNeznámýNeAnoAnoNeNeznámýOtevřeno1992Rodák
TidalScaleAnoNeAnoAnoAnoAnoAnoZavřeno17. srpna 2020Linux, FreeBSD
TruClusterNeNeznámýNeAnoNeNeAnoZavřeno1. října 2010Tru64
VMSclusterNeNeAnoAnoAnoAnoAnoZavřeno10. července 2017OpenVMS
z / VMAnoNeAnoNeNeAnoNeznámýZavřeno11. listopadu 2016Rodák
UnixWare NonStop klastry[t 10]AnoNeAnoAnoAnoAnoAnoZavřenoČerven 2000UnixWare
  1. ^ Mnoho z Linux clustery založené na SSI mohou používat Virtuální server Linux implementovat jednu IP adresu clusteru
  2. ^ Zelená znamená, že software je aktivně vyvíjen
  3. ^ Améba vývoj provádí Dr. Stefan Bosse v BSS Lab Archivováno 2009-02-03 na Wayback Machine
  4. ^ Guardian90 TR90.8 Na základě výzkumu a vývoje společnosti Tandem Computers c / o Andrea Borr at [1]
  5. ^ Linux PMI je nástupcem openMosix
  6. ^ MÍSTO byl použit k vytvoření IBM AIX TCF
  7. ^ MÍSTO použitý pojmenované trubky pro IPC
  8. ^ openMosix byl vidličkou MOSIXu
  9. ^ Otevřený sdílený kořen je sdílený kořenový cluster z ATIX
  10. ^ UnixWare NonStop klastry byla základnou pro OpenSSI

Viz také

Poznámky

  1. ^ například může být nutné přesunout dlouho běžící procesy z uzlu, který má být uzavřen kvůli údržbě
  2. ^ Kontrolní bodování je zvláště užitečné v klastrech používaných pro vysoce výkonné výpočty, vyhnout se ztrátě práce v případě restartu klastru nebo uzlu.
  3. ^ „opuštění shluku“ je často eufemismus pro shazování

Reference

  1. ^ Pfister, Gregory F. (1998), Při hledání klastrů, Horní sedlo, NJ: Prentice Hall PTR, ISBN  978-0-13-899709-0, OCLC  38300954
  2. ^ Buyya, Rajkumar; Cortes, Toni; Jin, Hai (2001), „Single System Image“ (PDF), International Journal of High Performance Computing Applications, 15 (2): 124, doi:10.1177/109434200101500205
  3. ^ Healy, Philip; Lynn, Theo; Barrett, Enda; Morrison, John P. (2016), „Single system image: a survey“ (PDF), Journal of Parallel and Distributed Computing, 90-91: 35–51, doi:10.1016 / j.jpdc.2016.01.004, hdl:10468/4932
  4. ^ Coulouris, George F; Dollimore, Jean; Kindberg, Tim (2005), Distribuované systémy: koncepty a design, Addison Wesley, str. 223, ISBN  978-0-321-26354-4
  5. ^ Bolosky, William J .; Draves, Richard P .; Fitzgerald, Robert P .; Fraser, Christopher W .; Jones, Michael B .; Knoblock, Todd B .; Rashid, Rick (05.05.1997), „Pokyny k operačnímu systému pro příští tisíciletí“, 6. workshop o aktuálních tématech v operačních systémech (HotOS-VI), Cape Cod, MA, s. 106–110, CiteSeerX  10.1.1.50.9538, doi:10.1109 / HOTOS.1997,595191, ISBN  978-0-8186-7834-9
  6. ^ Prabhu, C.S.R. (2009), Grid And Cluster Computing, Phi Learning, s. 256, ISBN  978-81-203-3428-1
  7. ^ Smith, Jonathan M. (1988), „Průzkum mechanismů migrace procesů“ (PDF), Recenze operačních systémů ACM SIGOPS, 22 (3): 28–40, CiteSeerX  10.1.1.127.8095, doi:10.1145/47671.47673
  8. ^ „AIX PS / 2 OS“.
  9. ^ „Open-Sharedroot GitHub repository“.
  10. ^ Pike, Rob; Presotto, Dave; Thompson, Ken; Trickey, Howard (1990), „Plan 9 from Bell Labs“, In Proceedings of the Summer 1990 UKUUG Conference, str. 8, Migrace procesů v plánu 9 také záměrně chybí. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)